aula 17 - matrizes em linguagem c

Algoritmos - TADS

Algoritmos – Matrizes em C

Professor: Victor Hugo L Lopes

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Agenda

• Definições• Declaração da Matriz• Matrizes de outros tipos de elementos• Verificação de limites• Inicialização de matrizes• Matrizes multidimensionais• Matriz como argumentos de funções• Strings

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Programação em Linguagem C

• Definição:

Segundo Cormem, “uma matriz é um arranjo retangular de números”.

Ex.: Matriz A, 2x3

Linhas, Colunas e Células

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• Definição:

Segundo MIZRAHI, “Matriz é uma coleção de variáveis do mesmo tipo, que compartilham um mesmo nome”.

Uma matriz é composta por elementos dispostos em linhas e colunas.

Um elemento específico em uma matriz é acessado por meio de um índice, associado ao nome da matriz.

Matrizes podem ter uma ou várias dimensões.

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• Definição:

Ainda Segundo Cormem, “um vetor é um arranjo unidimensional de números”.

Ex.: Matriz B

Linhas

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• Definição:

Em resumo, uma matriz, seja ela unidimensional ou multidimensional nada mais é do que uma coleção de variáveis de um mesmo tipo que, normalmente, dizem respeito a um mesmo conjunto de dados.

Imagine o caso de um programa para cálculo de média de um aluno, que precisa de 4 variáveis para guardar as notas. Você deveria criar algo como:

int n1, n2, n3, n4;

Certo??

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...

int n1, n2, n3, n4;

float media= 0;

Scanf(“%d,%d,%d,%d”,&n1,&n2,&n3,&n4);

media = (n1+n2+n3+n4)/4;

Printf(“%2.0f”,media);

Isto resolve o problema proposto.

Mas imagine o crescimento deste problema, gerando a necessidade da construção deste programa para o calculo de dezenas de alunos?

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Diante desta problemática, precisamos de uma forma conveniente para referenciar tais coleções de dados similares.

A matriz é um recurso oferecido pela linguagem C para este propósito, sendo um conjunto de variáveis do mesmo tipo e referenciada por um único nome.

Cada variável é referenciada por meio de um número, o índice.

Sintaxe:

tipo nome[tamanho];

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Int main(){

int notas[4];

int i;

float media = 0;

scanf(“%d%d%d%d”,&notas[0], &notas[1], &notas[2], &notas[3]);

for(i=0;i<4;i++){

media += notas[i];

}

printf(“media=%f”,media/4);

}

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Declaração da matriz:

Em C, matrizes precisam ser declaradas como quaisquer outras variáveis, para que o compilador possa reservar espaços na memória suficientes para armazenar os dados.

Os elementos da matriz são guardados numa sequência contínua de memória, isto é, um seguido do outro, o que não ocorre quando criamos variáveis separadas.

Economizamos em nomes e na organização destas informações em memória.

Int notas[4];

Estamos criando uma matriz chamada notas, com 4 “gavetas”, que serão todas do tipo int.

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Declaração da matriz:

float valores[50]; //equivale a termos 50 variáveis do tipo float

char nome[60];//60 caracteres

Ou seja, o valor inteiro dentro dos colchetes indica a quantidade de informações da coleção podem ser guardadas.

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Referenciação dos elementos da matriz:

Cada um dos elementos da matriz é referenciado individualmente por meio de um número inteiro, entre colchetes, após o nome da matriz.

Quando referencia um elemento, esse número tem um significado diferente daquela da criação da matriz, o qual indica sua dimensão.

Ao referenciarmos um elemento de uma matriz, sua posição é especificada por este número.

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ex.:

float precos[20];

precos[2] = 12.99; // referenciando o elemento de índice 2

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Os elementos são sempre numerados por índices iniciados por zero.

ex.:

int notas[4];

gera os elementos:

notas[0]

notas[1]

notas[2]

notas[3]

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• tendo em vista que para a referenciação da matriz precisamos utilizar um índice inteiro de tamanho máximo n-1, onde n é o tamanho da matriz, este índice pode ser uma constante, uma variável, uma expressão ou função int.

ex.:

notas[i] = 50;

notas[0] = 90;

notas[i+1]=78;

dias[greg2july(10,10,2014)] = 10;

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#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#define TAMANHO 50

int main(){

float notas[TAMANHO], media = 0.0;

int i=0, j;

do{

printf(“Digite a nota do aluno %d”,i+1);

scanf(“%f”,&notas[i]);

}while(notas[i++] >= 0.0);

i--; //retirando a última nota, que é negativa

for (j=0;j<i;j++)

media += notas[j];

media /= i;

printf(“media=%.2f\n”,media);

system(“PAUSE”);

return 0;

}

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Inicialização de matriz:

• Você pode fornecer valores a cada elemento da matriz na mesma instrução de sua declaração:

ex.:

int dmes[12] = { 31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};

dmes[0] -> 31

dmes[1] -> 28

dmes[2] -> 31

...

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Inicialização de matriz:

• A declaração de uma matriz inicializada pode suprimir a dimensão da matriz, restando apenas o par de colchetes vazio:

ex.:

int dmes[] = { 31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};

dmes[0] -> 31

dmes[1] -> 28

dmes[2] -> 31

...

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Exercitando:

Crie um novo projeto C com o nome testesMatrizes. Salve-o na pasta matrizes/testesMatrizes.

Na função principal, declare a matriz:

Int matriz1[10];

Agora vamos inserir valores em suas posições:

matriz1[0] = 1;

matriz1[1] = 2;

...

matriz1[9] = 10;

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Exercitando:

para listar automaticamente todos os valores guardados na matriz, utilizaremos um laço de repetição:

Int i;

for(i=0;i<10;i++){

printf(“O valor da posicao %d = %d”,i,matriz1[i]);

}

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STRINGS:

Um uso bastante comum de matrizes unidimensionais é para a utilização de cadeias de caracteres.

Relembrando, não há um tipo de dados básico em C que suporte múltiplos caracteres:

Char letra='a';

Char nome = “Victor Hugo”; ????????????????

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STRINGS:

Diversas linguagem de programação modernas possuem um tipo de dados para uma cadeia de caracteres, como o nome “Victor Hugo”.

Em C, temo uma matriz de caracteres para guardarmos uma cadeia:

Char nome[11] = “Victor Hugo”;

Printf(“Meu nome é %s”, nome);

“Victor Hugo” é uma constante string.

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STRINGS:

A inclusão do cabeçalho string.h fornece um conjunto de funções para manipulação de matrizes de caracteres.

strcpy(s1, s2); //copia s2 em s1

strcat(s1, s2); //concatena s2 ao final de s1

strlen(s1); //retorna o tamanho de s1

Strch(s1, 'r'); //busca um caractere em s1

Strstr(s1, 'tor'); //busca uma string em s1

Strcmp(s1, s2); // compara as duas strings

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#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

Int main(){

char s1[80], s2[80];

gets(s1);

gets(s2);

printf("\nComprimentos s1 = %d s2 = %d", strlen(s1),strlen(s2));

if (strstr(s1,"tor")) printf("\nParte encontrada em s1");

}

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Matrizes de mais de uma dimensão/ bidimensional:

Até agora, vimos matrizes de uma única dimensão, ou simplesmente vetores.

Diz-se que uma matriz possui duas dimensões se ela possui, além da dimensão do vetor, uma outra dimensão.

Normalmente encaramos este tipo de matriz como tendo linhas e colunas:

int matriz1[2][2];

Onde matriz1[linhas][colunas]

0,0 0,1

1,0 1,1

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float notas[2][4];

notas[0][0] = 1.00;

notas[0][1] = 2.00;

notas[0][2] = 3.00;

notas[0][3] = 4.00;

notas[1][0] = 5.00;

notas[1][1] = 6.00;

notas[1][2] = 7.00;

notas[1][3] = 8.00;

float medias[2];

medias[0] = (notas[0][0] + notas[0][1] + notas[0][2] + notas[0][3])/4;


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Inicialização de Matrizes de mais de uma dimensão/ bidimensional:

Tendo em vista que a inicialização de uma matriz unidimensional se dá pelo preenchimento de valores nas suas posições no ato da sua criação, como em:

Float notas[4] = {9.0, 8.5, 5.6, 7.7};

Em uma matriz bidimensional, a ideia continua a mesma, mas agora considerando a quantidade de linhas:

Float notas[linhas][colunas] = { {primeira linha}, {segunda linha} };

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float notas[2][4];

notas[0][0] = 1.00;

notas[0][1] = 2.00;

notas[0][2] = 3.00;

notas[0][3] = 4.00;

notas[1][0] = 5.00;

notas[1][1] = 6.00;

notas[1][2] = 7.00;

notas[1][3] = 8.00;

float medias[2];



float notas[2][4] = {{1.00,2.00,3.00,4.00}, {5.00,6.00,7.00,8.00}};

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Varrendo uma Matrizes de mais de uma dimensão/ bidimensional:

Ao proceder com a varredura de uma matriz, iremos novamente utilizar laços de repetição, mas agora devemos notar que temos uma nova dimensão para nos preocupar:

Float notas[4] = {4, 5, 8, 9};

For (i=0;i<4;i++){

Printf(“\n%.2f”,notas[i]);

}

float notas[2][4] = {{4,5,6,8},{3,5,8,9}};

for(i=0;i<2;i++)

for(j=0;j<4;j++)

printf(“\n%.2f”,notas[i][j]);

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Passando matrizes como parâmetros de funções

Tendo em vista que um parâmetro de uma função é uma variável, e que uma matriz é uma variável composta, é possível utilizarmos matrizes como parâmetros de funções:

Float media(float lista[ ], int c){

return (lista[0] + lista[1] ... + lista[c]) / c;

}

int main(){

float notas[4] = {4,5,6,7};

printf(“%f”,media(notas, 4));

...

}

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Passando matrizes como parâmetros de funções

Matrizes são passadas para funções por referência!!!

Matrizes são consideradas um tipo de dados bastante grande.

Assim sendo, a linguagem C determina que é melhor manter somente uma única cópia dos dados na memória.

Para isso, ao invés de se passar os valores da matriz à uma nova variável na função, o parâmetro, é passado somente o endereço da memória.

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Exercitando

Crie um programa que receba valores de uma matriz unidimensional qualquer, envie para uma função, que vai imprimir a ordem inversa dos valores inseridos na matriz.

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O programa abaixo utiliza uma matriz bidimensional, passando-a para uma função como parâmetro referencial. Forma 1:

1. void media(float lista[2][4], int c, int d){

2. int i,j;

3. float m;

4. for(j=0;j<c;j++){

5. m=0.0;

6. for(i=0;i<d;i++){

7. m+=lista[j][i];

8. }

9. printf("\n Aluno %d: %.2f",j+1,m/d);

10. }

11. }

12.int main() {

13. float notas[2][4] = {{4,5,6,7},{4,4,8,9}};

14. media(notas,2,4);

15. System(“PAUSE”):

• Return 0;

1. }

A função media recebe exatamente a matriz conforme ela foi definida, passando também c e d como sendo as dimensões linhas e colunas, respectivamente. A função calcula a média varrendo as colunas de cada linha, apresentando a média do aluno da linha, voltando para a próxima linha, até o fim da matriz.

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O programa abaixo utiliza uma matriz bidimensional, passando-a para uma função como parâmetro referencial. Forma 2:

1. float media2(float lista[], int c){

2. float m = 0.0;

3. int i;

4. for(i=0;i<c;i++){

5. m+=lista[i];

6. }

7. return m/=c;

8. }

1. int main() {

2. printf("\n\nAluno 1:%.2f",media2(notas[0],4));

3. printf("\n\nAluno 2:%.2f",media2(notas[1],4));

4. System(“PAUSE”):

5. Return 0;

6. }

A função média2 recebe a matriz interna de cada linha enviada pela chamada, calcula todas as notas em suas colunas, devolvendo a média de cada linha.

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Matriz de muitas dimensões:

Estendendo a ideia de que uma matriz bidimensional é o conjunto de matrizes unidimensionais, onde em cada linha temos uma matriz de uma dimensão (vetor), uma matriz de muitas dimensões, ou multidimensional, é o conjunto de matrizes de imediata ordem inferior:

Uma matriz de 4 dimensões é o conjunto de matrizes de 3 dimensões.


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Int codigos[3][3][3];

0,0,0 0,0,1 0,0,2

0,1,0 0,1,1 0,1,2

0,2,0 0,2,1 0,2,2

1,0,0 1,0,1 1,0,2

1,1,0 1,1,1 1,1,2

1,2,0 1,2,1 1,2,2

2,0,0 2,0,1 2,0,22,1,0 2,1,1 2,1,22,2,0 2,2,1 2,2,2

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Inicialização de matrizes tridimensionais:

int codigos[3][3][3]={

{{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}},

{{10,11,12},{13,14,15},{16,17,18}},

{{19,20,21},{22,23,24},{25,26,27}}

};

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Varrendo uma matriz tridimensional: int codigos[3][3][3]={

{{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}},

{{10,11,12},{13,14,15},{16,17,18}},

{{19,20,21},{22,23,24},{25,26,27}}

};

int i,j,k;

for(i=0;i<3;i++){

printf("Elemento %d\n__________________________________",i);

for(j=0;j<3;j++){

printf("\n\tMatriz Bidimensional %d\n",j);

for(k=0;k<3;k++){

printf("\t%d”,codigos[i][j][k]);

}

printf("\n");

}

}

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char produtos[3][50]={{"Alimenticios"},{"Beleza"},{"Hortifruti"}};

char dadosProdutos[3][4][50]={

{

{"Arroz Carnavex"},

{"Feijao do joao"},

{"Cafe dubao"},

{"Macarrao"}

},

{

{"Oh Be"},

{"Pasta de dente"},

{"Bah tom"},

{"Sabao de barra"}

},

{

{"Alface"},

{"Couve"},

{"Batata"},

{"Mandioca"}

}

};

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Listando todos os produtos

printf("\n%s \t %s",produtos[0],dadosProdutos[0][0]);




printf("\n______________________________________");





printf("\n______________________________________");




printf("\n%s \t %s",produtos[2],dadosProdutos[2][3]);;

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A saída do programa

Alimenticios Arroz Carnavex

Alimenticios Feijao do joao

Alimenticios Cafe dubao

Alimenticios Macarrao

______________________________________

Beleza Oh Be

Beleza Pasta de dente

Beleza Bah tom

Beleza Sabao de barra

______________________________________

Hortifruti Alface

Hortifruti Couve

Hortifruti Batata

Hortifruti Mandioca

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